（计算机应用技术专业论文）短信网关中通信代理的实现.pdf

成都理工大学硕士学位论文 摘要 随着短信服务业务类型的日益复杂，作为s p 与短消息中心( s m s c ) 之间的 桥梁的互联网短信网关应运而生，短信网关一方面把从s m s c 接收到的信息转换 成c m p p 格式分发给s p ，另一方面负责将s p 的请求信息按s m p p 格式下发给s m s c ， 从而在s p 与短消息中心( s m s c ) 之间的数据交换之间提供了一条安全、快捷的 通道，同时保证了s p 与s m s c 接入上的一致性及安全性，为用户提供优质的服务。 本文重点阐述了作为整个短信网关系统支撑部分的通信代理模块的结构和 设计实现。首先详细介绍了短信业务的发展情况，及短信网关出现的背景，网 关结构和主要功能。其次主要讲述了通信代理的重要性、主要功能、实现的技 术细节，包括信息的接收、信息处理、协议转换、消息分发等等。最后给出了 通信模块的运行效果，总结了通信代理和短信网关的现实意义。 本文相应的通信代理和所在的短信网关，都已应用在大庆的相关短信系统 中，并取得了良好的经济效益。 关键词：短信网关，短信中心，s p ，m o ，m t 成都理工大学硕士学位论文 a b s t r c t a st h eo p e r a t i o nt y p eo ft h es h o r tm e s s a g es e r v i c eb e c o m ec o m p l e xd a yb y d a y ，t h ei s m g ( i n t e m e ts h o r tm e s s a g eg a t e w a y ) c a m eo u ta st h eb r i d g eb e t w e e nt h e s p ( s e r v i c ep r o v i d e r ) a n ds m s c ( s h o r tm e s s a g i n gs e r v i c ec e n t r e ) o nt h eo n e h a n d ，t h ei s m gg e tm e s s a g e sf r o mt h es m s c ，a n ds e n dt h e mt ot h es pi nt h ef o r m o fc m p p ，o nt h eo t h e rh a n d ，t h ei s m gg e tt h em e s s a g e sf r o mt h es p ，a n ds e n di tt o t h es m s ci nt h ef o r mo fs m p p , b yw h i c ht h ei s m gc a no f f e rac h u n n e lf o rt h e d a t ae x c h a n g eb e t w e e nt h es pa n ds m s cs a f e l ya n dq u i c k l y , a tt h es a t n et i m ee n s u r e t h es a f e t ya n dc o n s i s t e n c yb e t w e e nt h e m ，a n dt oo f f e rt h eh i 出q u a l i t ys e r v i c et ot h e c l i e n t t h i sc h a p t e rt a l k sm a i n l ya b o u tt h ec o m m u c a t i o na g e n tm o d u l ei nt h ei s m g s y t e ma st h es u r p p o r t e dp a r t f i r s to fa l l ，i ts h o w st h em e s s a g ea b o u tt h ed e v e l o p m e n t o f t h es h o r tm e s s a g eo p e r a t i o n s 、t h eb a c k g r o u n do f t h ee m e r g e n c eo f t h ei s m g ，a n d t h ef u n c t i o n so ft h ei s m g s e c o n d l y , t a i k s m a i n l ya b o u tt h ei m p o r t a n c eo ft h e c o r m n u n i c a t i o na g e n t 、m a i nf u n c t i o n s 、t h et e c h n i c a ld e t a i l so f t h ec o m m u n i c a t i o n a g e n t ，w h i c hi n c l u d e st h er e c e i v a lo f m e s s a g e 、d i s p o s a lo f m e s s a g e 、t h ec o n v e r s i o n o f p r o t o c o l 、d i s t r i b u t i o no f m e s s a g e ，a n ds oo n f i n a l l y ，t h ea u t h o rg i v et h er u n n i n g r e s u l to ft h ec o m m u n i c a t i o n a g e n t ，s u r m n a r i z et h ep r a c t i c a ls i g n i f i c a n c eo ft h e c o m m u n i c a t i o n a g e n ta n di s m g b yt h ew a y ，t h ec o m m u n i c a t i o na g e n ta n dt h ei s m gw h i c hi sd i s c r i b e di nt h i s c h a p t e rh a v eb e e nu s e di np r a c t i s e ，a n dg e n e r a t e dm u c hp r o f i t k e y w o r d s ：i s m q s m s c ，s p , m o ，m t 第1 章引言 第1 章引言 1 1 短信业务和短信网关的发展背景 短消息作为一种新的信息业务，获得了极为快速的发展。短消息业务是通 过存贮转发、实时监测的机制，提供可靠的、低开销的无线数据业务，用户无 需纸和笔记录，内容可以储存并可随时查阅信息，不受对方是否开机限制，是 现阶段最重要、最方便的无线数据接入手段。声讯台短讯服务形式准确、省时， 对于火车时刻、飞机航班、股票信息、外汇牌价等需要精确表述和记录的信息 较为适合。比如，在手机气象短信服务方面，由于短信在接收和查看上具有较 大自由度：开机即接收，可反复查看，弥补了传统媒体( 如电台，电视) 天气 预报发布由于定时而容易被错过的不足，因此是优质天气预报服务与先进通讯 技术完美结合的一个作品。 目前使用支持中文手机的用户增多，短信息已经成为手机用户最经常使用 的业务之一。除了大量使用的手机用户到手机用户的点对点短信业务之外，从 信息平台到手机用户的短信息服务业务也在快速发展，该业务已经成为广大用 户及时方便地获取信息的一种手段。在广大服务提供商( s p ) 的支持下，用户 可以采用短信点播或网站定制的方式得到大量有用信息，s p 也能通过提供有偿 信息服务而获得收益，因此用户和s p 对短信信息服务业务的需求都很大。 当前短信业务的增长趋缓，但其增长潜力还是很大的。按照电信研究院的 预测，未来两至三年我国移动用户数还将以数千万的规模持续增长。显然，用 户群体的不断扩大，将促进短信业务使用率的提高。而且，随着市场竞争的不 断加剧，运营商和s p 会不断细分市场，挖掘用户需求，加快短信新业务的创新 步伐。除了已经得到开发的聊天交友、有奖竟猜、新闻订制、信息查询等业务 外，面向不同用户群体的个性化服务将成为短信业务创新的方向，与用户位置 相关的短信信息服务和行业应用将成为s p 市场拓展的重要领域。 随着短信业务增长带来的数据量的复杂和庞大，短心中心( s m s c ) 作为用 户和服务提供商之间的桥梁，已经显得很是力不从心，功能显得太单一，处理 的数据量和速度以及准确性等方面都不能满足各方面的需要。因此才有了本文 所讲述的短信网关的出现，本文所研究的正是这个近几年出现的新生事物中的 一部分。短信网关( i s m g ) 的建设可以为s p 与短消息中心( s m s c ) 之间数据交 换提供一条安全、快捷的通道，以便手机用户采用短信方式与s p 双向通信，接 收s p 提供的信息服务，同时完成相应计费采集、业务管理、网络管理等功能。 成都理工大学硕士学位论文 1 2 短信业务和短信网关的发展现状 目前，国内短信业务发展十分迅猛。据统计2 0 0 3 年短信业务市场规模为 2 2 7 亿元，2 0 0 4 年短信市场规模3 4 5 亿元，2 0 0 5 年更是创历史新高，达到了4 5 7 4 亿元，按2 0 0 5 年3 亿手机用户计算，人均每年发送短信条数达到7 5 0 条 从短信业务的发展来看，短信信息服务的发展经历了下述两个时期： ( 1 ) 第一阶段，以短信中心为主要的业务提供及信息提供商的时期。在此 阶段，短信中心是唯一的信息提供者及数据传输通道，造成信息量少，且各短 信中心的信息来源不一致。这一阶段是短信信息服务的独立发展时期。 ( 2 ) 第二阶段，以互联网上的信息作为短信的主要信息来源，由互联网上 的s p 直接与各s m s c 相沟通，建立信息交换的接口。其特点是，由信息的极大 富有者s p 作为信息的提供者，弥补了原来s m s c 的不足。这一阶段是短信业务 的急剧扩展时期。 目前短信业务正处在业务发展的第二阶段，其主要的业务特征模式就是依 附于原有的手机信息传递方式( 短消息) ，将互联网上的巨大信息量根据用户 的要求通过手机的短消息方式传递给用户。这一发展模式，将传统的信息提供 与信息服务的合二为一彻底分离，体现了一种传统业务与互联网相结合的发展 模式。 在这一阶段，中国移动推出了“移动梦网”业务，而中国联通也推出了“联 通在信”业务。 在这短信信息服务第二阶段业务发展的初期，一般采用s p 直接与某一个 s m s c 连接，由s m s c 直接通过信令网发送短信给用户的方式。但当s p 的短信信 息服务业务量很大时，全部短信都由与s p 直连的s m s c 负责转发，造成该s m s c 负荷极大，难以满足业务发展的需要。而且，g s m 网的规范做法是由用户归属 地的s m s c 负责用户短信业务的转发，如果该s m s c 与提供服务的s p 没有连接， 当用户采用短信点播申请短信信息服务时，上行短信无法发送到该s p 。 因此，随着业务的发展，信息类短信的转发也要求采用g s m 网的规范做法， 即由用户归属地的s m s c 负责用户短信信息服务的发送。但是如何将大量s p 接 入到各地的s m s c 上，如何保证接入的一致性及安全性，如何为用户提供优质的 服务，是这一阶段业务发展需要解决的主要问题。为了解决这一问题，短信网 关应运而生。在短信网关参与的模式下，短信网关作为专业化的信息分配及管 理者实现s p 与s m s c 之间的交互。 第1 章引言 1 3 本课题的目的和意义 目前，短信业务已处于蓬勃发展的势头，大量s p 的出现，使互联网这个如 今最大的资源得到了充分的发展和利用，这两者的结合和共同发展的双赢，已 经取得的巨大的经济上的利益。但是在这一良好发展的背后，肯定是依靠完整 可靠的系统来保障的。首先，我们的手机等通信设备是处于移动等网络的，而 互联网络和移动网络是两个不同的网络，他们使用完全不同的协议，他们之间 要通信，最主要的就是消息上的协议转换问题，而这个正是本文的互联网短信 网关( i s m g ) 出现的根本目的。其次，手机用户日益增加，短信增值业务种类 也日益丰富，这就要求能处理信息流量很大、内容复杂的短信网关的出现，而 且要是高效的，高速的，能很好解决瓶颈问题的系统。而这些实时，安全的要 求就是短信网关的通信代理来实现的，他作为一个交通要道，各种数据的判断， 处理和发送等都需要作到准确及时。 从以上可以看出，短信网关i s m g 是整个短信系统中身兼重任的核心部分， 其中通信代理模块设计的好坏会直接影响整个网关，整个短信业务的各个方面， 因此设计和建设好一个便于连接，处理准确实时的通信代理是有很大的实际和 经济意义的。本文所研究的课题来源于北京时力公司成都研发中心的大庆短信 网关项目。 1 4 主要名词“2 3 s m s ( s h o r tm e s s a g i n gs e r v i c e ) 即：短信服务。是最早的短消息业务， 也是现在普及率最高的一种短消息业务，通过它移动电话之间可以互相收发短 信，内容以文本、数字或二进制非文本数据为主，目前，这种短消息的长度被 限定在1 4 0 字节之内。s m s 以简单方便的使用功能受到广大用户的欢迎，迅速 普及，但却始终是属于第一代的无线数据服务，在内容和应用方面存在技术标 准的限制。 s m e ( s h o r tm e s s a g e i n ge n t i t y ) 短信息实体，它可以接收或改善短信息， 位于固定电话系统、移动基站或其他服务中心内。 s m s c ( s h o r tm e s s a g es e r v e rc e n t e r ) 短消息中心：短消息中心是独立于 g s m 网络的一个业务处理系统，主要功能是提交、存储、转发短消息，并完成 与p s t n 、i n t e r n e t 等网络的互通，以实现来自其他s m e ( s h o r tm e s s a g ee n t i t y ) ( 如：人工台自动台、咨讯平台等) 的短消息的传递。协议名称为s m t p ( s h o r t m e s s a g et r a n s m i s s i o np r o t o c 0 1 ) 。 成都理工大学硕士学位论文 i s m g ( i n t e r n e ts h o r tm e s s a g eg a t e w a y ) 互联网短信网关，是业务提供 商( s p ) 与移动网内短信中心之间的中介实体，互联网短信网关一方面负责接 收s p 发送给移动用户的信息和提交给短信中心。另一方面，移动用户点播s p 业务的信息将由短信中心通过互联网短信网关发给s p 。 m s c ( m o b i l es w i t c h i n gc e n t e r ) 移动交换中心，负责系统切换管理并控 制来自或发向其他电话或数据系统的拨叫。 h l r ( h o m el o c a t i o nr e g i s t e r ) 归属位置寄存器：用于永久存储由s m s c 产生的管理用户和服务记录的数据库。i s m g 与h l r 之间的协议使前者可以要求 h l r 搜索可找到的用户地址。它与移动交换中心( m s c ) 、h l r 之间的协议一起， 能在移动台因超出覆盖区而丢失报文、随后又找到时，加以提示。 v l r ( v i s i t o rl o c a t i o nr e g i s t e r ) 访问位置寄存器，含有用户临时信息 的数据库。交换中心服务访问用户时需要这些信息。 g n s ( g a t e w a yn a m es e r v e r ) ：网关名称服务器( 汇接网关) s p ( s e r v i c ep r o v i d e r ) ：业务提供者，即信息资源站实体 s m c ( s h o r tm e s s a g ec o n t r 0 1 ) ：s p 为收取包月业务费用而向网关发送的 消息，网关收到后不送给用户仅产生相应的话单。 m o ( m o b i l eo r i g i n a t e ) ：上行短信，即用户发送短信，m e s s a g es e n d i n g 。 m t ( m o b i l et e r m i n a t e d ) ：下行短信，即短信从s p 到用户，m e s s a g e r e c e i v i n g 。 s m p p ( s h o r tm e s s a g ep e e rt op e e r ) ：短消息点对点协议。 c m p p ( c hi n am o b i l ep e e rt op e e r ) ：中国移动点对点协议。 第2 章短信网关的系统结构 第2 章短信网关的系统结构 2 1 短信网关结构 短消息网关( i s m g ) 是处于短消息中心( s m s c ) 和业务提供商( s p ) 之间 的设备，它为这两个实体的数据交换提供安全、快捷的通道。网关与短消息中 心之间使用s m p p 协议( s h o r tm e s s a g ep e e rt op e e r ，短消息点对点协议) ，与 s p 之间使用c m p p 协议( c h i n am o b i l ep e e rt op e e r ，中国移动点对点协议) ， 因此短消息网关需要完成协议的转换、计费、路由、安全和网络管理等功能。 其结构图如图2 1 “”所示。 具体来说，短信网关分为以下6 个部分： ( 1 ) s m p p 通信代理系统 遵循s m p p 版本协议与g s m 网中短信中一t l , 连接，实现高效、可靠的数据传输。 为了达到规范要求的不超过0 0 0 1 的数据丢包率，该系统应支持流量控制功能， 能够根据s m s c 的业务流量进行发送流量控制。s m p p 通信代理是客户端，需要 主动连接s m s c 。 ( 2 ) c m p p 通信代理系统 实现与s p 等内容供应商的连接和协议互通。他基于t c p i p 协议，利用c m p p 协议与s p 之间建立一条安全、高效的传输通道。该系统应支持流量控制功能， 能够根据本身的业务量进行接收流量控制。c m p p 通信代理是服务器端，需等待 s p 的连接。 ( 3 ) 防火墙系统 成都理工大学硕士学位论文 完成对网关系统的安全保障，支持i p 包过滤和应用代理方式。 ( 4 ) 短信息网关处理系统 完成网关的业务处理，它完成的任务包括：向g n s ( 汇接网关) 查询路由， 维护路由表，进行协议转换和数据分发。 ( 5 ) 短信网关计费系统 提供短信网关的原始话单记录( c d r ) ，并进行采集、预处理、入库、接收 上传话单、下发话单、统计等。 ( 6 ) 业务管理系统 包括业务管理和网管监控功能。 业务管理主要完成对业务的统计报告，生成报表，运营者对数据的添加、 修改、删除等。 网管监控主要完成对网关系统的监控、查询、操作和维护进行管理。要求 形成可视化的人工界面，支持以w e b 方式进行远程业务管理。 上面介绍的是一个短信网关理论上应该具有的几个部分，但是在实际中， 一个完整的短信网关系统却是比这个复杂得多。本论文所涉及到的综合业务网 关系统为一个实时的通信业务处理系统，它负责处理和转发s m c 、u s s d c 和s p 应用之间的业务请求，既作为服务器同时又是客户，业务触发为请求响应模式。 整个综合业务网关的设计基于f o r _ m q m 消息队列管理平台，在此基础上有效地 集成和整合各个应用业务处理子系统和功能模块。以此获得高效、可靠、灵活 的设计和扩展能力。基于此，综合网关在具体实现时莫内部采用图2 2 的内部 系统结构： 其中各个模块的功能如下： 通讯代理负责接收和发送同对应连接实体的连接。 业务处理负责对所接收到的消息进行相应的处理和转发。 存储重发负责查找和维护超时的请求，传递给业务处理模块进行处理。 鉴权模块负责对手机号码和s p 进行鉴权。 计费模块负责从曰志信息中产生计费话单。 协议封装负责封装相应的协议( c m p p ，s m p p ，s g i p 等) 。 配置管理模块负责为网关完成和处理配置信息，包括以下部分：l o g 模块， 负责记录运行日志( r u n n i n g l o g ) 、调试日志( d e b u g l o g ) 、业务日志 ( s e r v i c e l o g ) 、进行网关的请求信息目志( i n m e s s a g e l o g ) ；追踪模块，负责显 示指定消息在网关中的当前状态；资源管理模块，负责将前台用户的配置信息 纳入并提交到数据库中；统计查询模块，负责提供和完成对指定的信息的查询 和统计。 第2 章短信网关的系统结构 图2 - 2 实现中的短信网关内部结构图 2 2 短信息网关组网结构图 如图2 - 3 “2 1 所示，短信息网关组网结构包括以下几个部分。 7 成都理工大学硕士学位论文 图2 - 3 短信网关组网结构图 ( 1 ) 短信息网关主机 完成整个短信息网关系统的全部功能，即完成s m p p 代理、通信代理短信息 网关处理、短信息网关计费和业务管理功能。 ( 2 ) 短信息网关之间互通( 路由选择) 流程 要求短信必须从归属短信网关进入和输出。对于m o 方式，如果点播手机的 s p 未与本地网关相连，网关则需要将此请求转向该s p 注册的网关，该s p 注册 的网关处理此请求后，再将请求结果返回给本地网关，由本地网关下发给手机； 对于m t 方式，也要求信息从手机的归属地网关下发给手机，与m o 方式信息的 返回路线相同。这就要求网关之间必须能够实现互通，以及能够进行路由选择， 并且要求信息进行前转时，转发步骤不超过一次，网关需要维护全路由表。 ( 3 ) 短信息网关汇接节点功能 在全网中，选择其中一个网关作为汇接点，其他网关如果在自己的路由表 中找不到要去的目的网关，则发一个路由请求信息给汇接点，查找与目的s p 相 关的网关信息，并根据返回的结果将请求转向相应网关。如果某网关新增加一 个或多个s p ，则向汇接点报告，由汇接点主动获取此信息：如果新增一个网关， 此网关也需要向汇接点报告，然后由汇接点获取此网关的全部路由表信息。 2 3 短信网关的通信接口及路由原理 ( 1 ) 短信网关与s m s c 的通信接口 采用s m p p 3 3 。当短信网关与s m s c 物理位置在一起时，可以采用l a n 连接。 第2 章短信网关的系统结构 当短信网关与s m s c 物理位置不在起时，采用d d n 连接或其他方式连接。 ( 2 ) 短信网关与s p 的通信接口 采用中国移动通信集团公司规定的信息资源站实体与互联短信网关的应用 层接口协议( c m p p 3 0 ) 。短信网关与s p 的传输线路可以采用l a n 和d d n 连接。 ( 3 ) 短信网关之间的接口 短信网关之间的接口主要完成短信的转发和路由请求功能。短信网关之间 互通短信遵循c m p p 3 0 协议标准。 ( 4 ) 网关路由原理 要求短信应该从归属短信网关送进和送出。对于m o 方式，如果用户点播的 s p 没有和用户的本地网关相连，那么本地网关应该找到并前转此请求到s p 连 接的网关，在这个网关处理完之后，结果应该返回到本地网关，由他来下发给 用户；对于m t 方式，如果用户所在短信中心未与s p 连接的网关相联，那么s p 这边的网关要找到并转发信息到用户短信中心的网关，有这个网关发送信息到 对应短信中心，处理完之后的回应信息则要求与s p 连接的网关来发给s p 。这 就要求网关之间要互通和路由选择，并且前转是不能多于一次。 短信网关采用定时同步路由和实时查找来增加路由缓存的方式维护路由。 网关在本地建有“路由缓存”，当有查找不到的路由向汇接网关查找到后，就 把新路由添加到“路由缓存”。同时还设置缓存中记录的更新周期，超过周期 时间还没有使用过的路由就被删除，这就保证了路由的有效性，也通过“路由 缓存”加快了消息前转的速度。 短信网关除了在本地找不到前转路由时，要向汇接网关查询外，还定时的 查询m t 和m o 路由，更新本地信息。同时，在汇接网关本身的路由数据更新后， 也向各个短信网关广播下发，各个短信网关的路由信息变化时，也要通过c m p p 协议发送信息来向汇接网关报告。 成都理工大学硕士学位论文 3 1c m p p 协议 第3 章协议介绍 c m p p 协议主要是s p 与i s m g 之间、i s m g 与前转i s m g 之间交互时使用，它 是规定信息资源站实体与互联网短信网关的应用层接口协议，用以建立短信中 心与s p 之间的通路，业务和信息的提供由s p 完成。 c m p p 可以为实现移动数据增值业务提供服务，包括以下业务： ( 1 ) e m a i l 通知； ( 2 ) 语音信箱通知； ( 3 ) i n t e r n e t 发送短信息； ( 4 ) 移动台发送e - m a i l ； ( 5 ) 催费通知； ( 6 ) 自动综合业务信息台( 主要有天气预报、股票信息、航班信息等) 。 3 1 1c m p p 功能概述 c m p p 协议主要提供以下几类业务操作 ( 1 ) m o 业务流程： 图3 1 为m 0 业务流程示意图。 s p 通信 接口 丁1 l s p 业务 处理模块 图3 1m o 业务流程示意图 数据从终端发起，经过下列步骤将结果返回： 终端发起数据请求，并被短信网关接收； 网关根据请求类型和目的地址等特征，调用通信模块将数据送给s p s p 利用通信接口模块接收数据请求，并进行相应的处理； s p 的业务处理模块返回数据请求的处理结果； 短信网关利用通信模块接收s p 的处理结果； 墨! 主堡望坌丝 短信网关将请求处理结果返回给终端。 ( 2 ) m t 业务流程： 图3 2 为m t 业务流程示意图。 图3 - 2m t 业务流程示意图 s p 将业务数据发送给s p 通信接口； 短信网关利用通信模块接收s p 的业务数据 短信网关将业务数据发送给终端。 ( 3 ) 需要网关前转的m t 业务流程： 图3 3 为需要网关前转的m t 业务流程示意图。 图3 - 3 需要网关前转的m t 业务流程示意图 s m s c 发起数据请求，被短信网关1 接收； 网关l 找不到要连接的s p ，向汇接网关发路由请求信息； 汇接网关将路由信息返回； 短信网关1 根据路由信息将请求前转给短信网关2 ； 短信网关2 将请求信息送s p ； s p 根据信息请求返回处理结果； 短信网关2 根据接收手机号码以决定是否前转本条消息，即将短信从手 机的归属地网关发出： 短信网关1 接收网关2 前转过来的消息，将请求结果返回给手机。 ( 4 ) 需要网关前转的m 0 业务流程。 图3 - 4 为需要网关前转的m o 业务流程示意图。 成都理工大学硕士学位论文 沪 圈3 4 需萼网关前转的m 0 业务流程示意图 1 ) 手机发出数据请求( 可能是订阅信息或图片播等) ，被归属i s m g 接收； 2 ) 归属i s m g 在本地查询不到要连接的s p ，向g n s ( 汇接网关) 发路由请求 信息： 3 ) g n s 将路由信息返回： 4 ) 归属i s m g 根据路由信息将请求前转给接入i s m g ： 5 ) 接入i s m g 将请求信息送s p 业务处理模块； 6 ) s p 业务处理模块返回响应； 7 ) 接入i s m g 对接收到的信息返回响应： 8 ) 归属i s m g 对接收到的信息返回响应。 31 2o m p p 协议栈 c m p p 协议以t c p i p 作为底层通信承载，当有较高的安全性需要时，可选 用t l s 层进行安全传输。协议层的具体结构由图3 - 5 所示。 c m p p c m p p c m p p c m p p t l s ( 可选) t l s ( 可选) t l s ( 可选) t l s ( 可选) t c p t c p t c p t c p i p i pi p i p 底层承载 底层承载 底层承载雇屡承载 3 1 3c m p p 消息流程 s p 与i s m g 之间、i s m g 之间进行信息交互时，可以采用长连接方式，也可 第3 章协议介绍 以采用短连接方式。所谓长连接，指在一个t c p 连接上可以连续发送多个数据 包，然后断开连接，在t c p 连接保持期间，如果没有数据包发送，需要双方发 链路检测包以维持此连接。短连接是指通信双方有数据交互时，就建立一个t c p 连接，数据发送完成后，则断开此t c p 连接，即每次t c p 连接只完成一对c m p p 消息的发送。短信网关之间前转时要求每条消息都要有状态报告。当向用户发 送信息发生错误时，网关应向s p 发送错误状态报告。 3 1 3 1 长连接 通信双方( s p 与i s m g ) 以客 户一服务器方式建立t c p 连接，用 于双方信息的相互提交。t c p i p 连 接建立后，由c l i e n t 发起建立应 用层的连接，这时如果s p 或i s m g 认为需要建立t l s 连接，则在传输 的数据包中置t l s 字段，从而在双 方建立t l s 连接。 在应用层连接建立后的数据 传输过程中，如果s p 或i s m g 需要 向对端发送加密信息，也可建立 t l s 连接，这时只需置相应的消息 体中t l s a v a i l a b l e ( 是否使用t l s 层) 属性字段，但相应的本条消息 的消息体中的其他属性不发送。 当信道上没有数据传输时，通 信双方应每隔时间c 发送链路检测 包以维持此连接，当链路检测包发 出超过时间t 后未收到响应，应立 即再发送链路检测包，再连续发送 n 一1 次后仍未得到响应则断开此连 接。参数c 、t 、n 原则上应可配置， 客 滑 动 窗 口 不 大 于 图3 - 6 长连接一次操作流 器端 现阶段建议取值为：c = 3 分钟，t = 6 0 秒，n = 3 。 消息采用并发方式发送，对流量加以控制，窗口大小可调，暂定为1 6 条消 息，即接方在应答前一次收到的消息最多不超过1 6 条。 长连接的操作流程举例如图3 - 6 所示。 堕塑垄三盔堂堡主堂垡丝塞 3 1 3 2 短连接 通信双方( i s m g 与s e ) 以客户一服务器方式建立t c p i p 连接，双方互为 c li e n t 和s e r v e r 端。发送与接收单独进行，每项业务建立一个连接，通信方 式采用应答方式，应答与请求在同一个连接中完成。系统采用客户服务器模式， 操作以客户端驱动方式发起连接请求，完成次操作后关闭此连接。 传输过程中，如果s p 或i s m g 认为需要建立t l s 连接，则在传输的数据包 中包含置t l s 字段，并建立双方的t l s 连接。 连接中对s p 的认证采用阶段性认证方式。当s p 首次与i s m g 交互信息时， s p 先发送身份认证包，i s m g 对s p 进行身份认证后，记录s p 的i p 地址等相关 信息，在以后的数据交互时，i s m g 把s p 的i p 地址作为认证条件，即对没有注 册的s p 的想关信息不予处理。当s p 想断开此逻辑上的应用层连接时，发送断 开连接请求包，i s m g 接受断开连接请求后，清除掉与此s p 相关的信息，即对 m o 到此s p 或s p 的m r 信息均不予处理，但保存m o 的信息，直到s p 再次与i s m g 建立逻辑上的应用层连接，即身份认证。也允许i s m g 发起断开s p 的连接请求。 i s m g 之间通信采用短连接方式。首先发起连接者作为客户端，对方作为服 务器建立连接。消息采用并发方 客户端 式发送，并加以流量控制，窗e l 大小可调，暂定为1 6 条消息，即 接收方在应答前一次收到的消息 最多不超过1 6 条。 网关与s p 之间、网关之间的 消息发送后等待t 秒后未收到响 应，应立即重发，再连续发送n 1 次后仍未得到响应则停发。现阶 段建议取值为：t = 6 0 秒，n = 3 。 短连接的操作流程举例如图 3 7 所示。 3 1 4 本协议中涉及的端口号 h r ，舟嚣建立t c p 连接服务器： 一 - i 嚣篙一 对c m p p 消息i 的响应 一 拆除t c p 连接 。 。 建立t c p 连接 、 c 塑塑皇2 一 卜一 对c m p p 消息2 的响应 磊高一 拆除t c p 连接 图3 * 7 短连接的操作 端口号7 8 9 0 ，应用于s p 与网关之间的长连接； 端口号7 9 0 0 ，应用于s p 与网关之间或者网关与网关之间的短连接 端口号7 9 3 0 ，应用于网关之间的长连接； 端口号9 1 8 8 ，应用于短信网关与汇接网关之间的短连接。 1 4 户端 星! 量垫望坌塑 _ _ _ _ _ - _ _ _ - _ - _ - _ _ _ _ _ - _ _ _ _ - - _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ 3 1 5 交互过程中的应答方式 在s p 与i s m g 、s m s c 与i s m g 之间及i s m g 之间的交互过程中均采用异步方 式，即任一个网元在收到请求消息后应立即回送响应消息。举例如图3 - 8 所示。 s m s ci s m g ii s m g 2 s p s m p p 请求消息 s m p p 响应消息 c m p p 请求消息 c m p p 响应消息 c m p p 请求消息一 t m p p 响应消息 图3 - 8 异步交互方式示意图 31 6c m p p 消息定义 3 1 6 1 基本数据类型 消息的基本数据类型如表3 1 所示。 表3 - 1 基本数据类型 u n s i g n e di n t e g e r 无符号整数 i n t e g e r 整数，可为正整数、负整数或零 o c t e ts t r j n g 定长字符串，位数不足时，如果左补0 则补a s c i i 表示的 零，如果右补0 则补二进制的零以表示字符串的结束符 3 1 6 2 消息结构 表3 - 2c m p p 协议的消息结构 项目说明 m e s s a g eh e a d e r 消息头( 所有消息公共包头) m e s s a g eb 。d y 消息体 3 1 6 3 消息头格式( m e ss a g eh e a d e r ) 表3 - 3c m p p 协议的消息头结构 字段名字节数类型描述 t o t a l l e n g t h 4 u n s i g n e di n t e g e r消息总长度( 含消息头及消息体) c o m m a n di d 4 u n s i g n e di n t e g e r 命令或响应类型 s e q u e n c ei d 4 u n s i g n e di n t e g e r消息流水号，顺序累加，步长为1 ，循环使用 ( 一对请求和应答消息的流水号必须相同) 成都理工大学硕士学位论文 _ - _ _ - 一一 3 1 6 4 消息体格式( m e ss a g eb o d y ) 消息体的结构根据不同消息类型而各不相同，以下是各种消息类型及作用。 信息资源站实体( s p ) 与互联网短信网关( i s m g ) 之间的消息类型包括： c m p pc o n n e c t 请求应用层连接 c m p pc o n n e c tr e p请求连接应答 c m p pt e r m i n a t e终止应用层连接 c m p pt e r m i n a t er e p终止应用层连接应答 c m p pd e l i v e r短信下发 c m p pd e l i v e rr e p下发短信应答 c m p ps u b m it提交短信 c m p ps u b m i tr e p提交短信应答 c m p pq u e r y发送短信状态查询 c m p p q u e r y _ r e p 短信状态查询结果 c m p pc a n c e l删除短信 c m p pc a n c e lr e p删除短信应答 c m p pa c t i v et e s t激活测试 c m p pa c t i v et e s tr e p激活测试应答 各个i s m g 处于同一级别之上，i s m g 之间数据传输采用短连接方式，互为 客户b e 务器模式，连接由请求的发起方建立，发送的消息类型包括： c m p pf w d 源i s m g 向目的i s m g 转发短信，即消息前转 c m p p f w d r e p 消息前转应答 c m p pc o n n e c t源i s m g 请求连接到目的i s m g c m p pt e r m i n a t e 源i s m g 请求拆除到目的i s m g 的连接 c m p p _ a c t i v e j e s t 链路检测 互联网短信网关( i s m g ) 与汇接网关( g n s ) 之间的消息类型包括： c m p pc o n n e c ti s m g 请求连接到g n s 或g n s 请求连接到i s m g c m p pt e r m i n a t e i s m g 请求拆除到g n s 的连接或g n s 请求拆除 到i s m g 的连接 c m p p m t r o u t e i s m g 向汇接网关查询m t 路由 c m p p m t r o u t e 。r e s p c m p p m o r o u t ei s m g 向汇接网关查询m o 路由 c m p p m o r o u t e _ r e s p c m p p _ g e t - m t r o u t ei s m g 向汇接网关获取m t 路由 c m p pg e tm tr o u t er e s p 第3 章协议介绍 c m p pg e tm or o u t e i s m g 向汇界网关获取m o 路由 c m p p g e t m o r o u t e r e s p c m p pm tr o u t eu p d a t ei s m g 向汇接网关更新m t 路由 c m p p - m t r o u t e _ u p d a t e r e s p c m p pm or o u t eu p d a t e i s m g 向汇界网关更新m o 路由 c m p p m o 。r o u t e u p d a t er e s p c m p pp u s hm tr o u t eu p d a t e 接网关向i s m g 更新m t 路由 c m p p p u s h m t _ r o u t e u p d a t e _ r e s p c m p p p u s h m 0 一r o u t e u p d a t e 汇接网关向i s m g 更新m o 路由 c m p pp l j s hm or o t j t ei j p d a t er e s p 3 2s m p p 协议口 s m p p 协议( s h o r tm e s s a g ep e e rt op e e r ，短消息点对点协议) 主要是短 信中心( s m s c ) 与短信网关( i s m g ) 之间交互时使用。通过本规范，i s m g 能连 接( b i n d ) 或断连( u n b i n d ) s m s c ，提交( s u b m i t ) ，替换( r e p l a c e ) ，取消 ( c a n c e l ) ，查询( q u e r y ) 短消息；s m s c 能下发( d e l i v e r y ) 短消息到i s m g 。 此规范包含两部分：( 1 ) i s m g 到s m s c 的消息；( 2 ) s m s c 到i s 的消息。 i s m g 可以与s m s c 直接或者间接相连。直接相连时通过本规范确定的协议 与s m s c 通信，间接相连时，通过i s m ga g e n t 与s m s c 相连，i s m ga g e n t 为i s m g 与s m s c 之间的连接代理。i s m ga g e n t 与s m s c 间协议要求是本规范确定的协议， i s m g 和i s m g a g e n t 之间可以是自定义的协议，也可以是本协议。采用i s m g a g e n t 间接相连方式，对接入s m s c 的i s m g 提供了分类管理的便利，也提供了接入使 用非本协议的i s m g 的一种方式，见图3 9 所示。 图3 - 9i s m g 与s m $ o 的直接和间接连接方式图 1 7 盛塑堡三查堂堡主堂堡笙茎 一 3 2 1s m p p 消息流程 i s 3 2 1 1i s m g 到s m s c 的消息 i s m g 到s m s c 的消息，如： 提交、查询、删除短消息等请 求，i s m g 必须以t r a n s m i t t e r 类型连接到s m s c 。 图3 1 0 述了一个典型的 t r a n s m i t t